一种个体化肿瘤新生抗原肽的筛选方法及其疫苗制剂技术

本发明专利技术公开了一种个体化肿瘤新生抗原肽的筛选方法及其疫苗制剂，筛选方法含如下步骤：步骤一，针对产生新生抗原肽的突变及抗原肽本身，收集整理信息；步骤二，根据公式计算，得到每一条抗原肽的评分(iNeo_Score)；步骤三，将抗原肽按照评分进行降序排列，根据规则由高至低进行抗原肽选取；步骤四继续抗原肽选取，直到获取足够的候选抗原肽或所有备选抗原肽都选完毕为止，得到筛选后的抗原肽；步骤五，对筛选后的抗原肽进行制剂分组；本发明专利技术将设计得到的个体化肿瘤新生抗原肽进行筛选后制备成制剂，制剂包括：筛选后抗原肽，无机盐，赋形剂；制剂可以制成小容量注射剂和冻干粉的产品；产品具有优秀的抑瘤效果。

【技术实现步骤摘要】
一种个体化肿瘤新生抗原肽的筛选方法及其疫苗制剂
本专利技术涉及医药领域，特别是一种个体化肿瘤新生抗原肽的筛选方法及其疫苗制剂。
技术介绍
肿瘤疫苗作为免疫疗法的一种，旨在帮助免疫系统识别肿瘤细胞，进而消除肿瘤细胞。肿瘤疫苗可分为预防型肿瘤疫苗和治疗型肿瘤疫苗。预防型肿瘤疫苗在临床应用中不仅能够帮助机体在没有肿瘤侵染的状态下预先训练免疫系统，还能够预防手术后肿瘤的复发；治疗型肿瘤疫苗针对已经存在的肿瘤细胞，激活免疫反应消除病灶。肿瘤疫苗可依据其抗原的来源分为非个体化疫苗和个体化疫苗。非个体化疫苗利用肿瘤相关抗原(tumor-associatedantigen；TAA)作为免疫靶点，激活免疫反应。肿瘤相关抗原为肿瘤细胞和其他人体正常细胞所共有，其又可分为1)过表达自抗原(例如Her-2/neu和TERT等抗原)；2)组织分化抗原(例如PSA，Mammaglobin-A和Tryosinase等抗原)；3)生殖腺自抗原(例如MAGE，BAGE和NY-ESO-1等抗原)和4)癌胚抗原(如CEA，MUC-1和TPBG等抗原)。多项针对传统非个体化肿瘤疫苗(基于肿瘤相关性抗原开发的疫苗)的临床试验结果表明，这类抗肿瘤疫苗难以实现长期的治疗效果。肿瘤新生抗原(neoantigens)通常由肿瘤细胞基因组突变产生，仅存在于肿瘤细胞，是肿瘤特异性抗原(tumorspecificantigen,TSA)中的一类。相较于肿瘤相关抗原，新生抗原除了具有高度肿瘤特异性，通常还有更强的免疫原性和更好的主要组织相容性复合体(MHC蛋白)亲和性，并且不受中央免疫耐受性的影响，因此在肿瘤临床治疗应用上具有极大的潜力。2017年《自然》杂志发表了两项基于新生抗原的肿瘤疫苗的研究成果。美国波士顿Dana-Farber癌症中心的CatherineWu教授团队和德国美因茨大学UgurSahin团队分别展示了基于肿瘤新生抗原的个体化多肽疫苗和个体化RNA疫苗治疗黑色素瘤中晚期复发高危患者的优异疗效。这些结果为个体化肿瘤新生抗原疫苗的安全性、免疫原性、有效性提供了有力证据。肿瘤疫苗按照形式可分为树突状细胞(DC)疫苗，核酸(DNA或RNA)疫苗，蛋白质疫苗和多肽疫苗。其中，多肽疫苗具有易于合成与纯化，且应用安全、无潜在致癌性等优点，国内外已有多种多肽疫苗上市。目前也已有数个肿瘤新生抗原多肽疫苗相关临床试验正在进行。肿瘤新生抗原多肽疫苗疗法成功的关键在于：1)从肿瘤患者的样本测序数据中分析出能够特异性刺激免疫细胞的新生抗原；2)将这些新生抗原包含的可递呈表位序列设计成易于合成的疫苗多肽序列；3)将多肽疫苗合理运输、贮存，最后输入患者体内使其生效。多肽是由氨基酸以肽键连接在一起而形成的化合物。多肽链中氨基酸残基的排列顺序(sequence)是多肽最基本的结构，其决定了多肽的二、三级结构与各种理化性质。对于肿瘤新生抗原多肽来说，由于其个体化定制的特殊属性，每条多肽的基本结构——包含新生抗原表位序列的氨基酸序列均不相同，这就决定了设计制备得到的肿瘤新生抗原多肽往往具有不同的理化特性，如等电点、亲水疏水性、溶解性、氧化还原性、pH值、肽链稳定性等。而这些都对肿瘤新生抗原多肽疫苗的制备、储存、运输及临床使用带来了极大的困难。为了确保个体化的肿瘤新生抗原多肽疫苗能具有合格的质量、足够长的保质期，实现储存稳定、保障疫苗功效，同时避免为不同性质抗原肽开发不同工艺的麻烦，我们需要研发出一套通用的可行的制剂工艺来制备肿瘤新生抗原多肽疫苗制剂；多肽肿瘤疫苗的给药途径包括皮下注射、静脉注射、肌肉注射等。其中，皮下注射是目前肿瘤疫苗给药的首选途径。所以我们还需要对肿瘤新生抗原多肽疫苗进行通用可行的制剂工艺研发；本专利技术解决这样的问题。
技术实现思路
为解决现有技术的不足，本专利技术的目的在于提供一种个体化肿瘤新生抗原肽的筛选方法及其疫苗制剂，本专利技术将设计得到的个体化肿瘤新生抗原肽进行筛选后制备成制剂，具有优秀的抑瘤效果。为了实现上述目标，本专利技术采用如下的技术方案：一种个体化肿瘤新生抗原肽的筛选方法，包括：如下步骤：步骤一，针对产生疫苗包含的新生抗原的突变及抗原肽本身，收集整理变量信息；变量信息包括：产生新生抗原的突变在基因组水平的突变频率Ag，产生新生抗原的突变在转录组水平的突变频率Ar，产生新生抗原的突变所在基因的表达量E，突变导致的氨基酸改变数目H，MHC蛋白I型和MHC蛋白II型表位序列的质量指标Mi及Mii，抗原肽包含活性肽的情况ACTIVE，抗原肽包含药物肽的情况DRUG，抗原肽的与人正常蛋白的同源性情况HOM，抗原肽的毒性预测结果TOXIC；步骤二，根据公式计算，得到每一条设计的抗原肽的综合评分iNeo_Score；iNeo_Score综合评分的计算公式为：iNeo_Score＝f1(Ag)×f2(Ar)×f3(E)×f4(Mi)×f5(H)+f6(Mii)；其中，Ag为产生新生抗原的突变在基因组水平的突变频率，Ar为转录组水平突变频率，E为产生新生抗原的突变所在基因的表达量，H为突变导致的氨基酸改变情况，Mi和Mii则为综合MHC蛋白I型和MHC蛋白II型表位序列情况计算的I型II型表位序列质量指标，f1-f6为对应指标的转换函数；去除iNeo_Score为0的抗原肽，剩余的抗原肽全部作为备选抗原肽，准备进行抗原肽筛选；步骤三，将抗原肽按照iNeo_Score进行降序排列，然后从上至下依次进行抗原肽选取；在选取一条抗原肽后，根据肽段信息检查毒性、活性肽、同源性这三项指标；若抗原肽的以上三个指标有任一项不合格，则该条抗原肽直接丢弃；若全部合格，则将该抗原肽作为选定抗原肽保留，并删除同一突变产生的其他抗原肽序列；步骤四，继续按照顺序向下选取下一条抗原肽，并重复以上过程，直到获取足够的候选抗原肽或所有备选抗原肽都选取完毕为止，得到筛选后的抗原肽；步骤五，合成多肽，采用纯化体系分段收集纯度>阈值纯度的部分，待收集足够量后，浓缩及冷冻干燥，干燥后放置冻干品，进行纯度检测，若此肽纯度仍高于阈值纯度，则入选进入制剂分组，若此肽纯度低于阈值纯度，则判定为不稳定肽，不进入制剂分组；步骤六，对筛选后能进入制剂分组的抗原肽进行制剂分组；分组要求包括：1，对一份n条多肽进行分组，根据条数制定分组组数；2，根据每条肽对应的HPLC保留时间，将每组分到的肽按照对应的HPLC保留时间从小到大排序排好，每组相邻两个多肽保留时间的差值要大于单个多肽峰的最大峰宽对应的时间差值；3，将带半胱氨酸的多肽均匀分到每一组；4，每条肽都有对应的凝胶色谱聚合物保留时间，要求每组分到的所有原料肽对应聚合物凝胶色谱保留时间与所有原料肽本身凝胶色谱保留时间不重叠。前述的一种个体化肿瘤新生抗原肽的筛选方法，变量的信息来源包括：产生新生抗原的突变在基因组水平的突变频率Ag的信息来源为外显子组测序，产生新生抗原的突变在转录组水平的突变频率Ar的信息来源是转录组测序本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种个体化肿瘤新生抗原肽的筛选方法，其特征在于，包括如下步骤：/n步骤一，针对产生疫苗包含的新生抗原的突变及抗原肽本身，收集整理变量信息；/n所述变量信息包括：产生新生抗原的突变在基因组水平的突变频率Ag，产生新生抗原的突变在转录组水平的突变频率Ar，产生新生抗原的突变所在基因的表达量E，突变导致的氨基酸改变数目H，MHC蛋白I型和MHC蛋白II型表位序列的质量指标M

【技术特征摘要】
1.一种个体化肿瘤新生抗原肽的筛选方法，其特征在于，包括如下步骤：
步骤一，针对产生疫苗包含的新生抗原的突变及抗原肽本身，收集整理变量信息；
所述变量信息包括：产生新生抗原的突变在基因组水平的突变频率Ag，产生新生抗原的突变在转录组水平的突变频率Ar，产生新生抗原的突变所在基因的表达量E，突变导致的氨基酸改变数目H，MHC蛋白I型和MHC蛋白II型表位序列的质量指标Mi及Mii，抗原肽包含活性肽的情况ACTIVE，抗原肽包含药物肽的情况DRUG，抗原肽的与人正常蛋白的同源性情况HOM，抗原肽的毒性预测结果TOXIC；
步骤二，根据公式计算，得到每一条设计的抗原肽的综合评分iNeo_Score；
iNeo_Score综合评分的计算公式为：
iNeo_Score＝f1(Ag)×f2(Ar)×f3(E)×f4(Mi)×f5(H)+f6(Mii)；
其中，Ag为产生新生抗原的突变在基因组水平的突变频率，Ar为转录组水平突变频率，E为产生新生抗原的突变所在基因的表达量，H为突变导致的氨基酸改变情况，Mi和Mii则为综合MHC蛋白I型和MHC蛋白II型表位序列情况计算的I型II型表位序列质量指标，f1-f6为对应指标的转换函数；
去除iNeo_Score为0的抗原肽，剩余的抗原肽全部作为备选抗原肽，准备进行抗原肽筛选；
步骤三，将抗原肽按照iNeo_Score进行降序排列，然后从上至下依次进行抗原肽选取；在选取一条抗原肽后，根据肽段信息检查毒性、活性肽、同源性这三项指标；
若抗原肽的以上三个指标有任一项不合格，则该条抗原肽直接丢弃；
若全部合格，则将该抗原肽作为选定抗原肽保留，并删除同一突变产生的其他抗原肽序列；
步骤四，继续按照顺序向下选取下一条抗原肽，并重复以上过程，直到获取足够的候选抗原肽或所有备选抗原肽都选取完毕为止，得到筛选后的抗原肽；
步骤五，合成多肽，采用纯化体系分段收集纯度>阈值纯度的部分，待收集足够量后，浓缩及冷冻干燥，干燥后放置冻干品，进行纯度检测，若此肽纯度仍高于阈值纯度，则入选进入制剂分组，若此肽纯度低于阈值纯度，则判定为不稳定肽，不进入制剂分组；
步骤六，对筛选后能进入制剂分组的抗原肽进行制剂分组；
分组要求包括：
1，对一份n条多肽进行分组，根据条数制定分组组数；
2，根据每条肽对应的HPLC保留时间，将每组分到的肽按照对应的HPLC保留时间从小到大排序排好，每组相邻两个多肽保留时间的差值要大于单个多肽峰的最大峰宽对应的时间差值；
3，将带半胱氨酸的多肽均匀分到每一组；
4，每条肽都有对应的凝胶色谱聚合物保留时间，要求每组分到的所有原料肽对应聚合物凝胶色谱保留时间与所有原料肽本身凝胶色谱保留时间不重叠。


2.根据权利要求1所述的一种个体化肿瘤新生抗原肽的筛选方法，其特征在于，所述变量的信息来源包括：
产生新生抗原的突变在基因组水平的突变频率Ag的信息来源为外显子组测序，
产生新生抗原的突变在转录组水平的突变频率Ar的信息来源是转录组测序，
产生新生抗原的突变所在基因的表达量E的信息来源是转录组测序，
突变导致的氨基酸改变数目H的信息来源是突变信息注释，
MHC蛋白I型和MHC蛋白II型表位序列的质量指标Mi及Mii综合考虑表位序列数目、表位序列与MHC蛋白的亲和力、表位序列与MHC蛋白的亲和力改变，其信息来源是表位序列与MHC蛋白的亲和力预测，
抗原肽包含活性肽的情况ACTIVE的信息来源是抗原肽信息注释，
抗原肽包含药物肽的情况DRUG的信息来源是抗原肽信息注释，
抗原肽的与人正常蛋白的同源性情况HOM的信息来源是抗原肽信息注释，
抗原肽的毒性预测结果TOXIC的信息来源是抗原肽的毒性预测分析。


3.根据权利要求1所述的一种个体化肿瘤新生抗原...

【专利技术属性】
技术研发人员：莫凡，施水萍，刘亮，邱旻，韩宁，
申请(专利权)人：杭州纽安津生物科技有限公司，
类型：发明
国别省市：浙江;33